modelos atômicos 2016

DESCOBRINDO A ESTRUTURA DA MATÉRIA

Profª Shirley Correia

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOS

Os filósofosLeucipo (480 a.C.-420 a.C.) e

Demócrito (460 a.C. -370 a.C.) propuseram que toda

matéria é constituída de partículas extremamente pequenas e indivisíveis,

chamadas átomos (do grego atomo,

a = negação, tomo = divisível)

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOSModelo de Dalton (1808)

John Dalton (1766-1844) foi o químico e

físico inglês, que, a partir de

experimentos sobre a conservação das

massas nas transformações

químicas, propôs que o átomo era

indivisível.

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOS

MODELO DE DALTON (1808):

Os átomos são pequenas esferas maciças, indestrutíveis e indivisíveis.

Um conjunto de átomos com a mesma massa e o mesmo tamanho apresenta as mesmas propriedades e constitui um elemento químico.

Elementos químicos diferentes apresentam átomos com massa, tamanhos e propriedades diferentes.

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOSModelo de Dalton

A combinação de átomos de elementos diferentes, em diferentes proporções de números inteiros, origina substâncias diferentes.

Ex.: a água (H2O) e água oxigenada (H2O2)

Em uma reação química, os átomos não são criados nem destruídos, são simplesmente rearranjados, originando novas substâncias.

2 HgO ∆ 2 Hg + O2↑

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOS Modelo de Dalton

A qual das fotografias a seguir o modelo de Dalton poderia ser comparado?

I- Bola de futebol II- Bola de pingue-pongueIII- Bola de boliche IV- Bola de bilhar V-Bola de tênis Bola de bilhar

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOS Modelo de Dalton

Até 1808, quando Dalton propôs a teoria atômica, eram conhecidos aproximadamente 50 elementos químicos.

Por volta de 1810, o sueco Berzelius organizou a notação química utilizada até essa data, introduzindo como símbolo dos elementos as iniciais de seus nomes antigos (geralmente de origem latina).

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOSModelo de Dalton

Os símbolos dos elementos até hoje são constituídos por uma ou duas letras, sendo a primeira sempre maiúscula e a segunda, quando existir, sempre minúscula.

Ex.: Sódio (Na) Potássio (K) Hidrogênio (H) Ouro (Au) Cobre (Cu)

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOS

Tanto os filósofos gregos como Dalton acreditavam que os átomos fossem indivisíveis e não levavam em conta as características elétricas da matéria.

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOSFenômenos elétricos

A explicação para esse fenômeno só foi encontrada no fim do século XVIII por Benjamim Franklin (1706-1790):

Existem dois tipos de cargas: positivas (+) e negativas (-).

Cargas de mesmo sinal se repelem e cargas de sinais opostos se atraem.

Quando dois corpos de eletricidade de mesmo sinal são aproximados, eles se repelem.

Quando dois corpos de eletricidade de sinais diferentes são aproximados, eles se atraem.

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOSFenômenos elétricos

O âmbar é uma resina vegetal fóssil que se eletriza por atrito

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOSFenômenos elétricos

Ao tocar com as mãos um gerador de eletricidade, os fios de cabelo da garota se repeliam, pois adquiriram cargas elétricas iguais.

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOSModelo de Thomson (1897)

Joseph John Thomson (1856-1940) foi o físico britânico que descobriu a existência dos elétrons

e que o átomo é divisível.

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOSModelo de Thomson (1897)

Observa-se um feixe luminoso que sai do polo negativo em direção ao polo positivo (linha tracejada).

Observa-se que o feixe luminoso é desviado pelo campo elétrico, produzido por placas eletrizadas.

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOSModelo de Thomson (1897)

Experimento de Thomson

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOS

Modelo de Thomson (1897) Prova que os átomos não eram indivisíveis.

Descobriu partículas subatômicas com carga elétrica negativa e massa desprezível: os elétrons, mergulhados em uma esfera carregada positivamente.

Propôs um novo modelo denominado “pudim de passas”.

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOSModelo de Thomson (1897)

Para Thomson, o átomo é maciço e constituído por um fluido com carga positiva, no qual os elétrons estão dispersos. Nesse modelo, o total de cargas negativas é igual ao total de cargas positivas – átomo eletricamente neutro.

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOSModelo de Thomson (1897)

De acordo com o modelo atômico de Thomson, onde se localizam os elétrons?

Os elétrons estão dispersos no fluido de carga positiva.

E qual a carga total do átomo? A carga total do átomo é neutra porque o total de cargas negativas é igual ao total de cargas positivas.

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOSModelo de Rutherford (1904)

O físico neozelandês Ernest Rutherford (1871-

1937) estudou a radioatividade. Hoje sabemos

que a radioatividade é um fenômeno que ocorre no

núcleo dos átomos.

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOS

Modelo de Rutherford (1904)

Descobre outra partícula subatômica com carga positiva e massa 1836 maior que a do elétron, o próton.

O átomo não é maciço, ele apresenta uma região praticamente vazia, denominada eletrosfera.

Existe uma região muito pequena, entre 10.000 e 100.000 vezes menor que o átomo, onde está concentrada a massa, denominada núcleo.

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOS Modelo de Rutherford (1904)

Experimento de Rutherford: Uma lâmina de ouro foi bombardeada com partículas α (de carga elétrica positiva).

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOS Modelo de Rutherford (1904)

Grande parte das partículas α atravessou diretamente a platina, sem sofrer desvios – o que indica o grande vazio que é o átomo.

Algumas poucas partículas (uma a cada 20000) foram ligeiramente desviadas e refletidas – núcleo muito pequeno e de carga positiva.

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOSModelo de Rutherford (1904) Os elétrons movimentam-se ao redor do

núcleo.

De acordo com o modelo de Rutherford, com 3 prótons (+) no núcleo e 3 elétrons (-) na eletrosfera, permite perceber que predomina o espaço vazio.

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOS Modelo de Rutherford (1904) Propôs um modelo semelhante ao Sistema

Solar.

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOS

Modelo clássico (1932)

Após publicação do seu modelo, Rutherford passou a admitir que deveriam existir no núcleo partículas que serviriam para diminuir a repulsão entre os prótons.

Essas partículas foram denominadas nêutrons, descobertas em 1932 pelo físico inglês James Chadwick (1891-1974)

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOS

Modelo clássico (1932)

Representação de um átomo eletricamente neutro (o número de elétrons é igual ao número de prótons), de acordo com o modelo clássico. Os prótons e nêutrons ocupam o núcleo e os elétrons giram na eletrosfera, uma região aproximadamente 10.000 vezes maior do que o núcleo.

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOS Modelo clássico (1932)

Partícula Massa relativa (u) Carga elétrica (u.c.e.)

Elétron 1/ 1836 ≈ 0 - 1

Próton 1 + 1

Nêutron 1 0

A tabela a seguir mostra as características das partículas subatômicas estudadas.

u = unidade de massa atômica = 1,66 . 10 gramasu.c.e. = unidade de carga elétrica = 1,6 . 10 coulomb

-24

-19

Embora a massa do elétron seja desprezível, não se pode afirmar que ele não tem massa.

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOS MODELO DE RUTHERFORD E MODELO DE CLÁSSICO

De acordo com esses modelos, qual o nome das regiões do átomo?

O átomo é constituído de duas regiões: o núcleo e a eletrosfera. Que partículas são encontradas nessas regiões?No núcleo os prótons e os nêutrons; na eletrosfera, os elétrons. Qual a carga de cada partícula?O próton (+), o elétron (-) e o nêutron (sem carga).

ÁTOMOS E ELEMENTOS QUÍMICOS ELEMENTO QUÍMICO

Cada um dos tipos de átomos existentes na natureza ou gerados artificialmente, é chamado elemento químico.

Cada um deles é identificado por um nome e um símbolo formado por uma ou duas letras – a primeira é sempre maiúscula e a segunda, quando houver, sempre minúscula.

O nome do elemento varia de idioma para idioma, mas o símbolo é único para o mundo todo.

Prata – Ag (do latim argentum); Ouro – Au (do latim aurum).

ÁTOMOS E ELEMENTOS QUÍMICOS

ELEMENTO QUÍMICO

Os elementos químicos conhecidos são agrupados formando a chamada tabela periódica.

De acordo com a IUPAC ( União Internacional de Química Pura e Aplicada), são reconhecidos oficialmente 112 elementos químicos, incluindo os naturais e os artificiais.

ÁTOMOS E ELEMENTOS QUÍMICOS NÚMERO ATÔMICO

O elemento químico também pode ser identificado por um número chamado número atômico.

O número atômico de um elemento indica quantos prótons existem no núcleo dos átomos desse elemento.

É representado pela letra Z.

Ex.: O Z do hidrogênio é 1, indica que todos os átomos de hidrogênio têm 1 próton no núcleo.

Número Atômico (Z): Z = prótons (sempre) = elétrons → (átomos eletricamente neutros)

ÁTOMOS E ELEMENTOS QUÍMICOS NÚMERO DE MASSA

O número de massa é a soma do número de prótons (Z) e de nêutrons (n) que formam o núcleo de um átomo; é indicado pela letra A.

Número de massa (A): A = Z + n ou A = p + n

Ex.: Um átomo de ferro, por exemplo, tem 26 prótons e 30 nêutrons.

Então o seu número de massa é 56.

ÁTOMOS E ELEMENTOS QUÍMICOSO número atômico e o número de massa podem ser representados simultaneamente com o símbolo do elemento em questão. A convenção é a seguinte:

A = 12; p = 6; n = 6; e = 6

A = 37; p= 17; n = 20; e = 17

ÁTOMOS E ELEMENTOS QUÍMICOSConsidere os átomos genéricos A e B representados a seguir:

Identifique para cada um:

• o número atômico (Z): Z = 12 / Z = 14• o número de massa (A):A = 28 / A = 28• o número de prótons (p):p = 12 / p = 14• o número de elétrons (e):e = 12 / e = 14• e o número de nêutrons (n).n = 16 / n = 14

ÍONS

Os átomos têm capacidade de ganhar ou perder elétrons, formando novos sistemas eletricamente carregados, denominados íons.

Íon: espécie química que apresenta o número de prótons diferente do número de elétrons.

Os átomos, ao ganhar ou perder elétrons, originam dois tipos de íons:

íons positivos = cátions íons negativos = ânions

ÍONS POSITIVOS E NEGATIVOS

ÍONS Há íons monovalentes, isto é, que possuem apenas uma carga

elétrica, e são representados como acabamos de mostrar: Cℓ-, Na+.

Existem também íons bivalentes ou divalentes (2 cargas), trivalentes (3 cargas) e tetravalentes (4 cargas), que podem ser representados de três formas diferentes.

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOS MODELO DE Rutherford-Bohr (1913)

Robert Bunsen (1811-1899) descobriu que Elementos diferentes, submetidos à ação de uma chama, emitem luz com cores diferentes.

Cada cor de luz corresponde a uma certa quantidade de energia.

Modelo proposto por Niels Bohr relaciona a distribuição dos elétrons na eletrosfera com sua energia

Postulados:

Os elétrons descrevem órbitas circulares ao redor do núcleo.

Cada uma dessas órbitas, chamadas níveis de energia, tem energia constante. Os elétrons que estão situados em órbitas mais afastadas do núcleo apresentam maior quantidade de energia.

Quando um elétron absorve certa quantidade de energia, salta para um órbita mais energética. Ao retornar à sua órbita original, libera a mesma quantidade de energia, na forma de onda eletromagnética.

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOS MODELO DE Rutherford-Bohr (1913)

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOS MODELO DE Rutherford-Bohr

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOS MODELO DE Rutherford-Bohr

Essas órbitas foram denominadas “níveis de energia”.

Sete níveis de energia ou camadas, denominadas K, L, M, N, O, P e Q.

Em cada uma das camadas ou níveis de energia, pode existir um número máximo de elétrons:

Nível 1 2 3 4 5 6 7

Camada K L M N O P Q

Nº máximo de elétrons

2 8 18 32 32 18 8

OS PRIMEIROS MODELOS ATÔMICOS MODELO DE Rutherford-Bohr

Relação entre os elétrons e os diferentes níveis de energia

A DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICARegras:

1ª) Os elétrons devem ser distribuídos de modo a completar cada camada, iniciando-se pela camada K. Caso o número de elétrons seja maior do que a capacidade dessa camada, os elétrons restantes devem ser distribuídos na camada seguinte, e assim sucessivamente.

2ª) A última camada não pode ter mais do que 8 elétrons.

3ª) A penúltima camada não pode ter mais do 18 elétrons.

11Na

K = 2 L = 8 M = 1

A DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA

Referência bibliográfica

Ensino Fundamental – Manual do professor (Química) – 9º Ano